2018高中化學(xué) 5.3 功能高分子材料課件 新人教版選修5.ppt

第三節(jié) 功能高分子材料,人造心臟,人工心臟瓣膜,當(dāng)今社會(huì)的三大支柱產(chǎn)業(yè)：材料、能源、信息,探尋功能高分子材料時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題： 1）具有什么樣的主鏈？單體 2）具有什么樣的功能基？官能團(tuán) 3）不斷修正。,1、功能高分子材料的涵義,具有新型骨架結(jié)構(gòu)的高分子材料和在天然或合成高分子的主鏈或支鏈上引入某種功能的官能團(tuán)，使其顯示出在光、電、磁、聲、熱、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)等方面的特殊功能的高分子。,例：高吸水性材料、高分子分離膜 液晶高分子、醫(yī)用高分子、高分子涂料等,鄧小平,美國(guó)時(shí)代周刊這份雜志在全美乃至全球都很有影響力。,時(shí)代周刊評(píng)出20世紀(jì)最偉大的100項(xiàng)發(fā)明，其中“尿不濕” 榜上有名,為什么“尿不濕” 能評(píng)為20世紀(jì)最偉大的100項(xiàng)發(fā)明呢？最初是為誰(shuí)專門設(shè)計(jì)的呢？,美國(guó)在上世紀(jì)六十年代初，航天事業(yè)崛起，如何解決宇航員的排尿問(wèn)題迫在眉睫，華人唐鑫源成為“尿不濕”的發(fā)明人，后來(lái)他被譽(yù)為美國(guó)“太空服之父”。,“神舟5號(hào)”、 “神舟6號(hào)”上天的三位航天員先后也都使用了“尿不濕”,航天員專用“尿不濕”1克能吸收約1000克水 ，吸水性遠(yuǎn)強(qiáng)于一般嬰兒使用的“尿不濕”,“尿不濕”是航天產(chǎn)品“下凡”的成功典范！現(xiàn)在不僅是嬰幼兒使用，還有供特殊成人使用的，更有趣的是有些寵物也系上了“尿不濕”出門溜達(dá)，以保護(hù)公共衛(wèi)生。,資料顯示：1987年，英國(guó)一次性尿布銷售利潤(rùn)達(dá)2億英鎊。設(shè)想一下我們中國(guó)這樣一個(gè)人口大國(guó)，利潤(rùn)有多么驚人！,你了解“尿不濕”的材料嗎？它應(yīng)該有什么性能？,“尿不濕”起作用的物質(zhì)是一種功能高分子材料，具有很強(qiáng)的吸水能力。它所用的材料是高吸水性樹脂（常用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚丙烯酸鈉 ）,聚丙烯酸鈉如何合成？,思考：如何以帶有強(qiáng)親水性原子團(tuán)的化合物CH2=CHCOOH制得網(wǎng)狀聚丙烯酸鈉？,CH2=CHCOOH CH2=CHCOONa 加交聯(lián)劑得網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),加交聯(lián)劑的目的是什么？,高吸水性樹脂加交聯(lián)劑的目的是變線型結(jié)構(gòu)為體型結(jié)構(gòu)，使其既有吸水性而又不溶于水，耐擠壓。,纖維素的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,傳統(tǒng)吸水性的材料棉花為何有一定的吸水性？,發(fā)現(xiàn)其每個(gè)鏈節(jié)上都有OH，它是一種親水基,一、 高吸水性高分子化合物（樹脂） 制法： （1）對(duì)天然吸水性高分子材料（淀粉、纖維素）進(jìn)行改性，在它們的高分子鏈上再接上含強(qiáng)親水性原子團(tuán)的支鏈，形成接枝共聚物(如與丙烯酸鈉共聚)同時(shí)與交聯(lián)劑反應(yīng)形成聚丙烯酸鈉接枝共聚物高吸水性樹脂 （2）以帶有強(qiáng)親水基的化合物為單體，均聚或共聚得到親水性高聚物如聚丙烯酸鈉（同時(shí)加入交聯(lián)劑）,兩種制法的共同特點(diǎn)： 都要在反應(yīng)中加入少量或含兩個(gè)雙鍵的二烯化合物作為交聯(lián)劑，讓高聚物分子鏈間發(fā)生交聯(lián)，得到具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的樹脂。,如旱地種植、改良土壤、改造沙漠等。,思考：強(qiáng)吸水能力的功能高分子材料除了用于 “尿不濕”，還有哪些用途？,保水劑是一種吸水能力特強(qiáng)的功能高分子材料。無(wú)毒無(wú)害，反復(fù)吸水、釋水 “微型水庫(kù)”。同時(shí)，它還能吸收肥料、農(nóng)藥、并緩慢釋放，增加肥效、藥效。高吸水性樹脂廣泛用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園藝、建筑等。,科學(xué)探究,上世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的親水隱形眼鏡具有特點(diǎn)：吸收相當(dāng)于自重80%水，才變得柔軟、透氣、舒適、戴時(shí)長(zhǎng),制備隱形眼鏡所用的原料主要是丙烯酸羥乙酯（CH2=CHCOOCH2CH2OH）,（2）高分子分離膜,高分子分子膜的特點(diǎn)： 能夠有選擇地讓某些物質(zhì)通過(guò)，而把另外一些物質(zhì)分離掉。,分子膜的應(yīng)用： 生活用水、工業(yè)廢水等廢液的處理；海水、苦咸水的淡化； 濃縮天然果汁、乳制品加工、釀酒各種能源的轉(zhuǎn)換,高分子分離膜的組成： 是用具有特殊分離功能的高分子材料制成,（3）醫(yī)用高分子材料：,生物相容性,排斥,具有優(yōu)異的_，較少受到_，可以滿足人工器官對(duì)材料的苛刻要求。 如：人造心臟、人造關(guān)節(jié)、人造鼻等。,人造關(guān)節(jié),人工心臟瓣膜,人造皮膚,人造血管,一張柔軟的紙，白中透出微黃，這張不起眼的“白紙”就是填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白的高科技“人造皮膚”。這種“人造皮膚”能幫助傷口盡快恢復(fù)。比如燒燙傷，把水泡的水放出，用藥清洗后，將“人造皮膚”敷貼在傷口上，很快“人造皮膚”就和人的身體長(zhǎng)在一起，成了真的皮膚。,人造心臟,人造腎臟,人工膀胱,人造膝關(guān)節(jié),二、復(fù)合材料,1復(fù)合材料涵義：,指兩種或兩種以上材料組合成的一種新型材料。其中一種做為_，另外材料做為_。,具有_等優(yōu)異性能，在綜合性能上超過(guò)了單一材料。,2復(fù)合材料的性能：,基體,增強(qiáng)劑,強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕,復(fù)合材料玻璃鋼,玻 璃 鋼 游 艇,玻璃鋼冷卻塔,玻璃鋼產(chǎn)品在化工、石油、建筑、體育、國(guó)防、航空航天工業(yè)包括神州五號(hào)載人飛船等高端技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,鯊魚皮泳衣,輕便賽車,碳纖維復(fù)合材料，它具有強(qiáng)度高、耐疲勞、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，主要以聚丙烯腈為原料，也可用人造絲、石油瀝青或煤瀝青為原料。,復(fù)合材料碳纖維,復(fù)合材料隱形飛機(jī)上的特殊材料,